一種新型電能表系統的研究

黃成發

（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

隨著計算機網絡技術、數字通信技術、電子技術的發展，電力部門逐漸使用遠程集中抄表系統替代人工抄表。遠程集中抄表系統實現了遠程自動抄表，消除了人工抄表方式下存在的弊端，保證了抄表數據的真實有效和準確性，同時提供了用戶用電抄表數據，為營銷系統提供了數據，為實現臺區精益化管理提供了技術支持。

1 項目背景

遠程集中抄表系統能夠快速準確地采集用電用戶的數據，且可以更快捷準確地進行用電統計和分析。但用電用戶數量眾多，地理位置分散，在一些偏遠地區，很多時候GPRS或4G信號不良或者覆蓋不到，導致遠程集中抄表系統無法安裝，只能采用人工抄表方式開展抄表工作。人工抄表方式工作費時、效率低下，且容易漏抄、錯抄，這對抄表工作造成了很大的困難，降低了工作效率。

本文提出研制一種新型電能表系統，通過無線通信技術、數據采集技術和編碼技術等，對電能表數據進行掃碼采集，并自動對數據進行暫時存儲，實現電能表數據的自動化采集，并通過數據傳輸技術，采用報文方式將數據上送到主站，解決數據遠距離傳輸的問題，提高電能表抄表的效率。

2 項目方案及實施

2.1 項目技術方案

基于上述問題，本文提出了以下技術方案：利用無線通信技術、數據采集技術以及掃描技術等，研發一種新型電能表系統，包括電能表和抄表系統。其中，電能表連接有數據采集裝置，數據采集裝置連接有編碼模塊；抄表系統設有終端模塊，終端模塊設有主控制器，主控制器連接有掃描模塊和報文生成模塊，掃描模塊連接有存儲模塊，主控制器連接有用于與主站連接的通信模塊。數據采集裝置自動采集數據，當工作人員進行抄表工作時，通過控制終端模塊掃描編碼讀取數據，并通過主控制器將數據自動上送至主站，從而實現偏遠無信號覆蓋地區自動抄表工作。

2.2 項目實施

一種新型的電能表系統如圖1所示，其包括電能表和抄表系統。

（1）電能表連接有數據采集裝置11，數據采集裝置11連接有編碼模塊10，數據采集裝置11將采集到的數據傳輸到編碼模塊10，通過編碼模塊10將采集到的數據轉換成編碼圖案。

（2）電能表抄表系統設有終端模塊20，終端模塊20設有主控制器30，為方便對編碼圖案進行掃描，主控制器30連接有掃描模塊31。工作人員隨身攜帶終端模塊20，通過控制主控制器30用掃描模塊31掃描編碼圖案，實現對電能表數據的快速讀取。

圖1 新型電能表系統各模塊連接示意圖

（3）掃描模塊31連接有存儲模塊34，掃描模塊31對編碼圖案進行掃描后，讀取到電能表的數據，通過存儲模塊34對電能表數據進行臨時存儲。主控制器30連接有用于與主站通信的通信模塊33，當工作人員返回到主站范圍時，通過主控制器30控制通信模塊33與主站進行通信，將存儲模塊34存儲的電能表數據傳輸到主站，實現對電能表數據的采集。

（4）通信模塊33設有WiFi信號模塊，WiFi信號模塊發出WiFi信號，與主站連接，進行數據傳輸，實現數據信號的遠距離傳輸。同時設有WiFi信號發送模塊，通信模塊33通過WiFi信號發送模塊發送電能表數據，終端模塊20通過通信模塊33實現與主站的連接。

（5）主站設有WiFi信號接收器，WiFi信號接收器能夠與WiFi信號模塊連接，通過WiFi連接實現數據傳輸，方便工作人員在遠距離的情況下將收集到的電能表數據傳回。終端模塊20與主站進行通信時，終端模塊20通過WiFi信號發送模塊與WiFi信號接收器連接，將電能表數據由存儲模塊34傳輸到主站。

（6）編碼模塊10與數據采集裝置11連接，根據數據采集裝置11采集到的數據生成編碼圖案。為了方便掃描模塊31對編碼圖案進行讀取，編碼模塊10設有第一顯示模塊12，用于顯示編碼模塊10生成的信息碼，供掃描模塊31掃描。

（7）終端模塊20設有第二顯示模塊32，第二顯示模塊32用于顯示終端模塊20掃描到的信息。終端模塊20通過掃描模塊31對編碼圖案進行掃描后，通過第二顯示模塊32對掃描到的信息進行顯示，供工作人員查看，幫助工作人員初步檢驗電能表數據是否正常。

（8）主控制器30連接有報文生成模塊35，工作人員通過終端模塊20對電能表數據進行采集后，通過報文生成模塊35將電能表數據生成報文，并將報文傳輸到主站，以供工作人員查看。

新型電能表系統抄表數據采集全過程：數據采集裝置實現對電能表數據的自動采集，編碼模塊根據采集到的電能表數據生成編碼圖案。工作人員控制終端模塊，通過終端模塊設有的掃描模塊對編碼圖案進行掃描，對采集到的電能表數據進行讀取，將讀取到的電能表數據使用存儲模塊進行存儲。當數據采集完成后，主控制器控制報文生成模塊將采集到的電能表數據生成報文，并將報文通過通信模塊傳輸到主站，對電能表數據進行匯總。

3 項目應用效果分析

本項目研制的新型電能表系統與現有的遠程集中抄表系統相比，有益的效果主要表現在：（1）在偏遠無信號覆蓋的地方，利用掃描技術，通過數據采集裝置對電能表數據進行直接采集，再對采集到的信號進行編碼，通過終端模塊對生成的編碼圖案進行掃描，實現電能表數據的快速讀取。（2）主站設有WiFi信號接收器，利用無線通信技術來接收電能表數據，提高了電能表信息記錄的效率，不受4G或GPRS信號是否覆蓋的影響，有效解決了偏遠地區電能表抄表困難的問題。

4 結語

本文提出的新型電能表系統成功替代了人工抄表，實現了偏遠無信號覆蓋地區的遠程自動抄表數據傳輸，減少了人力資源和時間的投入，大大提高了偏遠地區抄表工作的效率和正確率。本產品已在筆者所在供電局轄區內試用并得到了很好的反饋，待技術成熟時將推廣至全江門局及全國電力系統。

[1]宗建華，閆華光，史樹冬，等.智能電能表[M].北京：中國電力出版社，2010.

[2]魏雙雙，滕召勝，周良璋，等.一種新型的智能電能表設計與實現[J].計算機測量與控制，2011，19（10）：2587-2591.

[3]薛坤朋.一種新型高壓計量電能表的應用[J].農村電工，2017，25（5）：51.